Korszerű járműdinamikai mérések tapasztalatai, az eredmények felhasználási lehetőségei

Dr. Melegh GáborSesztakov Viktor

Tartalom:

1. A mai járművek menetdinamikai jeladói2. Korszerű mérőegységek3. Az adatfeldolgozás módjai4. Kiértékelési tapasztalatok

2

1. Jeladók típusai• ABS jeladók (keréksebesség érzékelők)

Léteznek induktív, valamint Hall effektus alapján működő jeladók.

• Kormányszög jeladókEzek a szenzorok általában magnetorezisztív elven működnek, eltérő fogszámú kis fogaskerekek felhasználásával.

• Gyorsulás-szenzorokMűködési elvüket tekintve megkülönböztetünk kapacitív, piezoelektromos, piezorezisztív valamint termodinamikus gyorsulás-szenzorokat.

• Szögsebesség érzékelőkRezonátor-giroszkóp elven működnek.

3

Tartalom:

1. A mai járművek menetdinamikai jeladói2. Korszerű mérőegységek3. Az adatfeldolgozás módjai4. Kiértékelési tapasztalatok

4

2. Mérőegységek, műszerek

1. A mérések során használt eszközök2. Egyéb korszerű mérőrendszerek3. Mérőeszközök egyszerűbb mérésekhez

5

2.1 A mérések során használt eszközök:XL Meter Pro Gamma és XL Vision

• mérési tartomány: ±14 m/s2; (kiterjesztett: ±20 m/s2)• érzékenység: 0,002 m/s2;• adatgyűjtési frekvencia: 25 Hz; 50 Hz; 100 Hz; 200 Hz.• belső memória; RS232 v. USB kapcsolat

6

2.1 A mérések során használt eszközök:VDSU II

• 3 koordinátás (x,y,z) gyorsulásmérés és • 3 koordinátás (x,y,z tengely körüli) szögsebesség mérés;• CAN vagy USB kapcsolat.

7

2.1 A mérések során használt eszközök:G-Tech Pro RR és PASS

• (x,y,z) mérés > (x,y) kijelzés (bólintáskorrekció)• külső áramforrást igényel (szivargyújtó) > fordulatszám• RS232 kapcsolat

8

2.1 A mérések során használt eszközök:AutoEnginuity’s ScanTool

• érzékelők: a jármű csaknem valamennyi jeladója• tápellátás az OBD csatlakozón keresztül• legnagyobb mintavételezési frekvencia: 1 kHz• kapcsolat: USB, RS232, Bluetooth, WLAN

9

2.1 A mérések során használt eszközök:Videokamera

• miniDV: 720x576 pixel; 25fps ; miniDV kazetta• digitális fényképezőgép: 640x480 pixel; 30fps; SD kártya• web-kamera: 640x480 pixel; 30fps; közvetlenül PC-re

10

2. Mérőegységek, műszerek

1. A mérések során használt eszközök2. Egyéb korszerű mérőrendszerek3. Mérőeszközök egyszerűbb mérésekhez

11

2.2 Egyéb korszerű mérőrendszerek:Pocket DAQ

• 2 X 3 irányú gyorsulás- és 1 X 3 irányú szögseb.érzékelő• további 7 analóg bemeneti csatorna• adattárolás: a műszeregységbe épített PDA memóriakártyáján• kapcsolat PC-el: USB; IrDA; WLAN; Bluetooth

12

2.2 Egyéb korszerű mérőrendszerek:V-BOX műszercsalád

• 100 Hz (cm-es pontosság esetén 50 Hz [dGPS]) • GPS, gyorsulás, szögsebesség jeladók• CAN vevő (fordulatszám; járműsebesség)• analóg és digitális (CAN; RS232) kimenetek, CF kártya

13

2.2 Egyéb korszerű mérőrendszerek:Correvit Pitch and Roll System

• optikai úton történő sebességmérés• 3 irányban mér:

hossz- és keresztirányban a talaj-textúra változásának sebességéta talaj műszertől való távolságát

• digitális és analóg kimenetek

14

2.2 Egyéb korszerű mérőrendszerek :Vericom VC3000 DAQ / VC 4000DAQ

• (x,y) gyorsulásszenzor; (x,y,z) gyorsulás és z-szögseb.• 6 / 12 analóg bemenet; OBD II bemenet; GPS bemenet• 100Hz / 1000Hz• USB, RS232 / Bluetooth, SD.• magnetométer (VC 4000DAQ)

15

2. Mérőegységek, műszerek

1. A mérések során használt eszközök2. Egyéb korszerű mérőrendszerek3. Mérőeszközök egyszerűbb mérésekhez

16

2.3 Mérőeszközök egyszerűbb mérésekhez:E-tanú

• digitális kamera + (x,y) gyorsulásszenzor• körbeforgó puffer (15+5 sec)• automatikus (045g) v kézi működés• tárolási kapacitás: 6 X 20s (256MB); adatfeltöltés: USB

17

2.3 Mérőeszközök egyszerűbb mérésekhez:DriftBox

• (x,y) gyorsulás-, (z) szögsebesség-érzékelő; GPS-vevő• 10Hz• SD/MMC memóriakártya; USB csatlakozás

18

2.3 Mérőeszközök egyszerűbb mérésekhez:MicroSAT

• GPS-vevő• 20 Hz-es mintavétel• Belső memória / közvetlen PC kapcsolat• Kimenetek: TTL; analóg; CAN

19

2.3 Mérőeszközök egyszerűbb mérésekhez:Dynolicious (iPhone)

• GPS-vevő• gyorsulás-szenzor• Belső memória

20

Tartalom:

1. A mai járművek menetdinamikai jeladói2. Korszerű mérőegységek3. Az adatfeldolgozás módjai4. Kiértékelési tapasztalatok

21

3. Az adatfeldolgozás módjai: 1. Táblázatkezelő segítségével

• Sablonok használata

• Nehézkes „áthangolás”

22

3. Az adatfeldolgozás módjai: 2. Célprogram használatával

• Mérések közvetlen megtekintésére:MATLAB

• Algoritmus elkészítéséhez:MAPLE

• Programozáshoz:LabVIEW

23

Tartalom:

1. A mai járművek menetdinamikai jeladói2. Korszerű mérőegységek3. Az adatfeldolgozás módjai4. Kiértékelési tapasztalatok

24

4. Kiértékelési tapasztalatok:Szlip – gyorsulás – bólintás

• Induláskori bólintás: 2°• sebességváltáskor a bólintás „késésben” van a

gyorsuláshoz képest 25

4. Kiértékelési tapasztalatok:Szlip – gyorsulás – bólintás

• az átterhelődés kezdete és a valós elindulás – a kerekek megmozdulása – között mintegy 0,5 mp telik el

• kipördüléskor azonnal csökken a gyorsulás 26

4. Kiértékelési tapasztalatok:Szlip – gyorsulás – bólintás

• járműsebesség ~ első keréksebesség (fékezéskor)• első keréksebesség < hátsó keréksebesség

– Túlfékezettség miatt; utolsó tizedmásodpercekben változás 27

4. Kiértékelési tapasztalatok:ax, ay, az és IaI ~ a kocsitestre ható erő nagysága

• egyes gyorsulásértékek szórása• kocsitestre ható erő mértékének ingadozása

28

4. Kiértékelési tapasztalatok:Oldalgyorsulás és „oldalszlip

• „oldalszlip” := (v.b – v.j) / v.j • {a diagramon 5x-ös nagyításban!}

• egyenes úton hasonló jelleget mutatnak 29

4. Kiértékelési tapasztalatok:Oldalgyorsulás, oldalszlip, z-szögseb.

• 20km/h körüli kanyargáskor erősebb hasonlóság• szögelfordulás helyett szögsebesség

– Az integrálási hiba miatt 30

4. Kiértékelési tapasztalatok:Oldalgyorsulás, billenés

• az oldalgyorsulással szinkronban jelentkezik a billenés • keréktalpponti erő vizsgálatakor:

– az átterhelődés okozta függőleges- és oldalirányú erő változásához a billenés is hozzájárul31

4. Kiértékelési tapasztalatok: v(s) keréksebességből és gyorsulásból számítva

• s(a) = s(v) + 12,5m• vmax(a) = vmax(v) + 4,5km/h

• v∞(a) = ~3km/h; v∞(v) = 0km/h 32

4. Kiértékelési tapasztalatok: Helykoordináták meghatározása GPS nélkül

• ∫∫ a d2t hibát generálunk– Mert a karosszéria szögelfordulásait nem vettük figyelembe.

• Megoldás:– Mérés szögsebességek és/vagy keréksebességek kontrolljával.

• vjármű ~ vkerék, azonban vjármű ~ szlip; vjármű ~ ax

• vy ~ voldalszlip, alacsony sebességnél elfogadható, azonban nagyobb sebességnél ay vagy ωz kell!

CAN: vkerék, aoldal … helykoordináta pl. alagútban

33

Összefoglalás:

• A mai technika már lehetővé teszi számunkra, hogy a járművek különféle rendszereihez felhasznált jeladók szolgáltatta adatokat akár méréseink során is felhasználjuk. Hasonlóképpen az egyes elektronikus mérőeszközök adatait célszerű közvetlenül egy hordozható számítógépre juttatni, így az időszinkron létrehozása is egyszerűbbé válik az adatok között.

• Az új adatok segítségével a megértés és a fejlesztéshez kapcsolódó modellalkotás új perspektíváihoz jutunk, továbbá a mindennapi szakértői gyakorlat számára is értékes többletinformációkat kapunk

34

Köszönöm megtisztelő figyelmüket!

35